Progettazione di un piccolo impianto di dissalazione per il trattamento di acqua salmastra a scopo irriguo = Design of a small desalination plant for the treatment of brackish water for irrigation purposes

Lo stress idrico è una delle principali cause di sottosviluppo in alcuni Paesi del mondo. In Mozambico, la trivellazione per la ricerca di nuove fonti di approvvigionamento dell’acqua, che è da molti anni praticata, ha rivelato un’ingente quantità di falde salmastre che non consentono un uso potabile o irriguo diretto. Nel bacino del fiume Save, negli anni ’80, si realizzò un programma intensivo per lo sviluppo delle risorse idriche da parte dello Zimbabwe. Di conseguenza, il Save è ora asciutto quasi in modo permanente. In queste zone il clima varia da tropicale a subtropicale e questo implica che il rischio di perdita del raccolto agricolo supera il 50% in tutte le regioni a sud del fiume Save, e può raggiungere il 75% all'interno della provincia di Gaza. La dissalazione sembra quindi essere una delle opzioni per la produzione di acqua dolce ricavata da falde salmastre. L’uso di impianti di dissalazione nelle zone rurali del Mozambico è limitato dalla scarsa distribuzione di energia elettrica che è necessaria per movimentare e pressurizzare l’acqua da trattare. Nell'impianto progettato in questa tesi sarà posta una fonte di alimentazione installata in loco che generi potenza elettrica tramite un motore a combustione interna. I Criteri adottati per la scelta della soluzione impiantistica migliore per la dissalazione a scopo irriguo sono basati su criteri tecnico economici, in un’ottica di quantità e qualità dell’acqua prodotta dal sistema, valutando le caratteristiche dell’acqua ottenuta con tali soluzioni. Si propone di trattare dell’acqua campionata che presenta un valore di TDS di circa 12000 mg/L tramite un sistema BWRO (nrackish water reverse ssmosis) seguito da un evaporatore. Lo stadio di osmosi inversa è stato dimensionato con il software WAVE (Water Application Value Engine), sviluppato dalla casa DOW, che semplifica lo studio della configurazione migliore per ottenere una buona recovery. Il sistema RO ottiene buone rese di permeato con un costo in esercizio relativamente basso rispetto ad altri sistemi di dissalazione. In questa fase, si pone attenzione al valore di SAR (sodium adsorption rate) ottenuto dall’ acqua permeata dal sistema, per soddisfare la necessità di un’acqua buona per irrigare. Successivamente è stata considerata la soluzione al problema della quantità di concentrato da smaltire, concentrando ulteriormente la salamoia da RO tramite un sistema termico (evaporatore VMD). Esso riduce la quantità di acqua concentrata esausta e aumenta la produttività di acqua dolce, sfruttando un calore di recupero dalla fonte di energia elettrica installata. Non è richiesta quindi una integrazione energetica considerevole in esercizio a questo scopo, ma si affronta un maggior costo di investimento del sistema complessivo. L’acqua reflua salata proveniente da questo secondo stadio di trattamento può essere riutilizzata come materiale grezzo di manifattura o per altri prodotti, si prevede perciò uno stoccaggio tradizionale nelle saline attualmente attive nel Mozambico, in attesa di realizzazioni di infrastrutture dedicate ai reflui di RO da parte degli enti competenti.